CN221651544U - 一种电芯卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯卷绕机，属于电池电芯生产设备技术领域。本实用新型的电芯卷绕机包括卷芯机构，所述卷芯机构具有可以缠绕电池电芯的电芯卷绕筒和驱动所述电芯卷绕筒旋转的驱动电机；压轮机构，所述压轮机构具有弹性抵压在所述电池电芯上的限位压轮，所述限位压轮的轮边位于所述电池电芯的侧边处，限制所述电池电芯在卷绕过程中产生轴向偏移；和支撑座，所述支撑座用于固定支撑所述卷芯机构和所述压轮机构。本方案通过限位压轮对卷绕过程中的电芯边侧进行限位，解决了电芯在卷绕过程中出现的错位问题。

Description

一种电芯卷绕机

技术领域

本实用新型涉及电池电芯生产设备技术领域，更具体地说，涉及一种电芯卷绕机。

背景技术

锂电池电芯是锂电池中的蓄电部分，电芯的质量直接决定了锂电池的质量。目前，部分电动汽车使用若干5号干电池形状的电池节拼装而成。此类电池节由平面的锂电池电芯卷绕而成。传统的锂电池电芯卷绕机在使用时，难以对卷绕的电芯进行限位，造成电芯卷绕时出现跑偏错位的问题。

实用新型内容

针对现有技术中电芯在卷绕过程中出现的错位问题，本方案提供了一种电芯卷绕机。该方案中通过限位压轮对卷绕过程中的电芯边侧进行限位，解决了现有技术存在的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种电芯卷绕机，包括

卷芯机构，所述卷芯机构具有可以缠绕电池电芯的电芯卷绕筒和驱动所述电芯卷绕筒旋转的驱动电机；

压轮机构，所述压轮机构具有弹性抵压在所述电池电芯上的限位压轮，所述限位压轮的轮边位于所述电池电芯的侧边处，限制所述电池电芯在卷绕过程中产生轴向偏移；和

支撑座，所述支撑座用于固定支撑所述卷芯机构和所述压轮机构。工作时，驱动电机带动电芯卷绕筒旋转，电芯卷绕筒在缠绕电池电芯时，压轮机构的限位压轮紧压在电池电芯表面，并且限位压轮的轮边位于电池电芯的侧边处，限制电池电芯轴向偏移，从而到达放置电池电芯在卷绕过程中跑偏的问题。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述限位压轮还包括轮体，所述轮体为圆柱形轮盘，其端面同轴一体连接所述轮边。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述限位压轮为两个，两个所述限位压轮平行间隔设置，两者圆心处通过第一转轴连接。两个限位压轮可以将电池电芯的两个边侧同时限制，两个方向均能避免电池电芯跑偏。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述第一转轴上套合着套筒，所述套筒表面上螺纹连接着紧固螺钉，所述紧固螺钉用于紧固所述套筒，并通过所述套筒限制所述限位压轮在所述第一转轴上位置。通过紧固螺钉可以调整套筒在第一转轴上的位置，进而通过套筒可以限制限位压轮在第一转轴上位置，从而使得两个限位压轮之间间距可调。通过调整限位压轮之间间距，即可满足不同长度的电池生产。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述压轮机构还包括张紧构件，所述张紧构件具有

限位架，所述限位架固定在所述支撑座上，其中间处开设有竖直向下的滑道；和

移动块，所述移动块滑动连接在所述滑道内，其端面与所述第一转轴的一端连接；和

复位弹簧，所述复位弹簧位于所述滑道内，其一端抵压在所述移动块上，另一端抵压在所述滑道顶端，为所述移动块提供张紧力。随着电芯卷绕圈数增加，张紧构件能够始终为移动块提供下压的张紧力，使得移动块上转动连接第一转轴及限位压轮能够始终紧贴在卷绕的电芯上，可以实现不同厚度的电芯卷绕工作。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述卷芯机构还包括

螺杆，所述螺杆与所述驱动电机的输出轴固定连接；

第一支撑组件，所述第一支撑组件具有对称连接的第一顶杆和第二顶杆，所述第一顶杆和所述第二顶杆抵压在所述电芯卷绕筒内壁上，且所述第一顶杆和第二顶杆两者之间间距可调。第一顶杆和第二顶杆支撑在电芯卷绕筒内壁，由于第一顶杆和第二顶杆之间间距可调，使得一个卷芯机构可以适配不同筒径的电芯卷绕筒，节约生产过程中更换工装时间，提高生产效率，同时减少工装数量节约成本。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述第一支撑组件包括

第一筒套，螺纹连接在所述螺杆上；

第二筒套，螺纹连接在所述螺杆上，且与所述第一筒套螺纹方向相反；

第一转杆，一端铰链连接在所述第一筒套外圆上，另一端铰链连接在所述第一顶杆上；

第二转杆，一端铰链连接在所述第二筒套外圆上，另一端铰链连接在所述第一顶杆上；

第三转杆，一端铰链连接在所述第一筒套外圆上且与所述第一转杆对称设置，另一端铰链连接在所述第二顶杆上；和

第四转杆，一端铰链连接在所述第二筒套外圆上且与所述第二转杆对称设置，另一端铰链连接在所述第二顶杆上。随着第一支撑组件在螺杆上旋转，第一筒套和第二筒套互相靠拢(远离)，第一转杆和第二转杆同步互相靠拢(远离)，第三转杆和第四转杆同步互相靠拢(远离)，进而促使第一顶杆和第二顶杆同步向外扩展(收缩)，支撑直径增大(减小)。因此通过旋转第一支撑组件，就能同步调整支撑直径，进而可适配不同筒径的电芯卷绕筒支撑。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述卷芯机构还包括第二支撑组件，所述第二支撑组件的结构与所述第一支撑组件的结构相同，所述第二支撑组件具有第三顶杆和第四顶杆，所述第三顶杆与所述第一顶杆之间使用第一联动杆固接，所述第四顶杆与所述第一顶杆之间通过第二联动杆固接。第一联动杆和第二联动杆的作用是使得第一支撑组件的支撑直径和第二支撑组件的支撑直径能够得到同步一致的调整。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述第二支撑组件还包括第三筒套和第四筒套，所述第三筒套、第四筒套和所述第一筒套以及第二筒套上开设有通孔，所述通孔内滑动连接着导向杆。导向杆的作用是使第一筒套、第二筒套、第三筒套和第四筒套在螺杆上旋转时能够同步进行，从而最终保证第一支撑组件上的第一顶杆和第二顶杆以及第二支撑组件上的第三顶杆或第四顶杆能够同步伸展或收缩。

进一步的，在本申请提供的一种电芯卷绕机中，所述螺杆一端转动连接着端帽，所述端帽与所述第二支撑组件固接，用以带动所述第二支撑组件在所述螺杆上转动。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型的电芯卷绕在工作时，驱动电机带动电芯卷绕筒旋转，电芯卷绕筒在缠绕电池电芯时，压轮机构的限位压轮紧压在电池电芯表面，并且限位压轮的轮边位于电池电芯的侧边处，限制电池电芯轴向偏移，从而到达放置电池电芯在卷绕过程中跑偏的问题。

附图说明

图1为电芯卷绕机结构示意图；

图2为限位压轮结构示意图；

图3为张紧构件结构示意图；

图4为第一支撑组件和第二支撑组件连接结构示意图；

图5为第一支撑组件结构示意图；

标号说明：

100、支撑座；

200、卷芯机构；210、电芯卷绕筒；220、驱动电机；221、输出轴；

300、压轮机构；310、限位压轮；311、轮边；312、轮体；320、第一转轴；330、套筒；331、紧固螺钉；

340、张紧构件；341、限位架；342、滑道；345、移动块；346、复位弹簧；347、限位杆；

400、螺杆；

500、第一支撑组件；501、第一顶杆；502、第二顶杆；503、第一筒套；504、第二筒套；505、第一转杆；506、第二转杆；507、第三转杆；508、第四转杆；509、胶条；

600、第二支撑组件；601、第三顶杆；602、第四顶杆；603、第三筒套；604、第四筒套；

710、第一联动杆；720、第二联动杆；

800、导向杆；

900、端帽。

具体实施方式

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

如图1展示了一种电芯卷绕机，包括支撑座100、卷芯机构200和压轮机构300。支撑座100为一个L型板，包括固定在地面上的横板和与横板一体垂直连接的竖板。支撑座100用于固定支撑卷芯机构200和压轮机构300，使两者位于相对位置上。

卷芯机构200固定在支撑板上，包括驱动电机220和电芯卷绕筒210，电芯卷绕筒210转动连接在驱动电机220的输出轴221上。由驱动电机220为电芯卷绕筒210提供旋转动力。卷芯机构200的电芯卷绕筒210用于缠绕电芯，使之形成筒状锂电池。

如图1-2所示，压轮机构300固定在支撑座100上，具体位于卷芯机构200上方。其包括限位压轮310，限位压轮310弹性抵压在电芯卷绕筒210上，限制电芯卷绕筒210缠绕的电芯向电芯卷绕筒210轴心方向偏移。限位压轮310为圆柱形轮盘，其由轮边311和轮体312组成。轮边311同轴连接在轮体312一侧，且轮边311的直径大于轮体312直径。工作时，轮体312的外圆紧压在电芯的表面上，而轮边311则位于电芯的侧边处，限制电芯卷绕筒210上缠绕的电芯轴向偏移。限位压轮310包括第一压轮和第二压轮，第一压轮和第二压轮间隔平行设置，两者的圆心处通过第一转轴320贯穿连接。第一转轴320为四边形杆体，可以使其带动的第一压轮和第二压轮同步旋转。

第一转轴320上设有限制第一压轮或第二压轮轴向位移的套筒330。套筒330套合在第一转轴320上，可在第一转轴320上滑动。套筒330上螺纹连接着紧固螺钉331，通过扭转紧固螺钉331，紧固螺钉331底部抵压在第一转轴320上，以此将套筒330固定在第一转轴320上。通过多个套筒330配合使用，限制第一压轮或第二压轮在第一转轴320上位置。例如，将套筒330贴近第一压轮端面后，拧紧紧固螺钉331即可限制第一压轮在第一转轴320一端的位置。因此使用多个套筒330可以通过限制第一压轮和第二压轮在转轴上位置来调整第一压轮和第二压轮间距，从而使得第一压轮和第二压轮可以适应不同宽度的电芯卷绕。

如图1所示，张紧构件340固定在支撑座100上，与限位压轮310的第一转轴320转动连接，并为限位压轮310提供紧贴电芯卷绕筒210的张紧力。张紧机构具体包括移动块345、限位架341和复位弹簧346。限位架341架体竖直固定在支撑架上，其具有架体，架体为长方体形长板，并竖直方向放置。架体的中心沿着其长度方向处开设有滑道342，滑道342延伸方向竖直向下。滑道342内滑动连接着移动块345，并在移动块345与滑道342顶部之间安装复位弹簧346。复位弹簧346一端抵压在移动块345上，一端抵压在滑道342上顶端处，以使移动块345始终能在复位弹簧346作用下获得一个向下的张紧力。移动块345端面上设有与第一转轴320设配的轴孔，轴孔内轴承转动连接第一转轴320。

在电芯在卷芯机构200上卷绕过程中，首先通过套筒330调整第一限位压轮310和第二限位压轮310位置，使得第一限位压轮310的轮边311与第二限位压轮310的轮边311长度L与电芯宽度保持一致。电芯的两个边侧分别位于第一限位压轮310的轮边311和第二限位压轮310的轮边311之间。电芯在缠绕过程中，因为限位压轮310边311侧限制，电芯卷绕不会出现轴向偏移。而且随着电芯卷绕圈数增加，张紧构件340能够始终为移动块345提供下压的张紧力，使得移动块345上转动连接的限位压轮310能够始终紧贴在卷绕的电芯上，可以实现不同厚度的电芯卷绕工作。

实施例2

如图4所示，作为另一种卷芯机构200的实施例，还包括弹性支撑装置。弹性支撑装置位于电芯卷绕筒210内，支撑在电芯卷绕筒210内壁。其作用是，可以调整其支撑直径，使得一个卷芯机构200可以适配不同筒径的电芯卷绕筒210，节约生产过程中使用不同筒径电芯卷绕筒210更换工装时间，提高生产效率，同时减少工装数量节约成本。

弹性支撑装置包括螺杆400和螺纹连接在螺杆400上的第一支撑组件500。螺杆400与驱动机构的输出轴221同轴固定连接，跟随驱动机构的输出轴221转动。第一支撑组件500包括第一筒套503、第二筒套504以及连接在第一筒套503和第二筒套504之间的支撑部。第一筒套503和第二筒套504均螺纹连接在螺杆400上，不过第一筒套503和第二筒套504的螺纹方向相反，使得第一筒套503和第二筒套504在向同一方向旋转时，两者之间可以互相靠近和远离。支撑部包括第一转杆505和第二转杆506，第一转杆505一端铰链连接在第一筒套503外圆上，另一端铰链连接在第一顶杆501上。第二转杆506一端铰链连接在第二筒套504外圆上，另一端铰链连接在第一顶杆501上。支撑部还包括第三转杆507和第四转杆508，第三转杆507一端铰链连接在第一筒套503外圆上，与第一转杆505对称，另一端铰链连接在第二顶杆502上。第四转杆508一端铰链连接在第二筒套504外圆上，与第二转杆506对称，另一端铰链连接在第二顶杆502上。因此，第一顶杆501和第二顶杆502对称设置，第一顶杆501和第二顶杆502用于抵压在电芯卷绕筒210内壁上，两者之间间距为弹性支撑装置的支撑直径。

随着第一支撑组件500在螺杆400上旋转，第一筒套503和第二筒套504互相靠拢(远离)，第一转杆505和第二转杆506同步互相靠拢(远离)，第三转杆507和第四转杆508同步互相靠拢(远离)，进而促使第一顶杆501和第二顶杆502同步向外扩展(收缩)，支撑直径增大(减小)。因此通过旋转第一支撑组件500，就能同步调整支撑直径，进而可适配不同筒径的电芯卷绕筒210支撑。

实施例3

如图4所示，在实施例2的基础上，弹性支撑装置还包括第二支撑组件600，第二支撑组件600与第一支撑组件500结构相同，两者均串接在同一螺杆400上。第二支撑组件600与第一支撑组件500作用相同，作用是加强对电芯卷绕筒210的支撑。为了更好的协同第一支撑组件500和第二支撑组件600同步调整支撑直径。在第一顶杆501和第二支撑组件600的第三顶杆601之间使用第一联动杆710固接。同理，在第二顶杆502和第二支撑组件600的第四顶杆602之间使用第二联动杆720固接。第一联动杆710和第二联动杆720的作用是使得第一支撑组件500的支撑直径和第二支撑组件600的支撑直径能够得到同步一致的调整。

当然还可以包括第三支撑组件、第四支撑组件等等，单纯的支撑组件数量可以提供更好的支撑性，但制造成本和制造难度也会相应增加，但单纯的支撑组件数量增加仍然不脱离本实用新型技术构思范围内。

螺杆400的顶端转动连接着端帽900，端帽900与第二支撑组件600固定连接，通过旋转端帽900即可带动整个第一支撑组件500和第二支撑组件600在螺杆400上转动，实现第一支撑组件500和第二支撑组件600支撑直径的调整。

第一顶杆501、第二顶杆502、第三顶杆601和第四顶杆602上均固定连接着胶条509，起到增大与电芯卷绕筒210摩擦作用，避免两者之间打滑。

实施例4

如图5所示，在实施例3的基础上，第一支撑组件500的第一筒套503、第二筒套504以及第二支撑组件600的第三筒套603和第四筒套604上均开设有通孔，且均位于同一直线上。导向杆800穿过第一筒套503、第二筒套504、第三筒套603和第四筒套604上的通孔，将第一筒套503、第二筒套504、第三筒套603和第四筒套604连接在一起。导向杆800的作用是使第一筒套503、第二筒套504、第三筒套603和第四筒套604在螺杆400上旋转时能够同步进行，从而最终保证第一支撑组件500上的第一顶杆501和第二顶杆502以及第二支撑组件600上的第三顶杆601或第四顶杆602能够同步伸展或收缩。

实施例5

如图3所示，作为另一种移动块345的实施例，移动块345上设有两条平行且贯穿移动块345本体的轴孔，轴孔内滑动连接着限位杆347，限位杆347两端分别固定连接在滑道342的两端。每一个限位杆347内均套合连接着一个复位弹簧346。复位弹簧346一端抵压在移动块345上，另一端抵压在滑道342顶端。限位杆347能够为滑块滑动过程中提供导向作用，避免滑块承受限位压轮310重量时从滑道342内脱离。此外，两个复位弹簧346也能为移动块345提供更高的张紧力，避免限位压轮310在高速旋转时，出现跳动。

这里所指的术语“安装”、“设置”“设有”、“连接””应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕机，其特征在于，包括

卷芯机构(200)，所述卷芯机构(200)具有可以缠绕电池电芯的电芯卷绕筒(210)和驱动所述电芯卷绕筒(210)旋转的驱动电机(220)；

压轮机构(300)，所述压轮机构(300)具有弹性抵压在所述电池电芯上的限位压轮(310)，所述限位压轮(310)的轮边(311)位于所述电池电芯的侧边处，限制所述电池电芯在卷绕过程中产生轴向偏移；和

支撑座(100)，所述支撑座(100)用于固定支撑所述卷芯机构(200)和所述压轮机构(300)。

2.根据权利要求1所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述限位压轮(310)还包括轮体(312)，所述轮体(312)为圆柱形轮盘，其端面同轴一体连接所述轮边(311)。

3.根据权利要求2所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述限位压轮(310)为两个，两个所述限位压轮(310)平行间隔设置，两者圆心处通过第一转轴(320)连接。

4.根据权利要求3所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述第一转轴(320)上套合着套筒(330)，所述套筒(330)表面上螺纹连接着紧固螺钉(331)，所述紧固螺钉(331)用于紧固所述套筒(330)，并通过所述套筒(330)限制所述限位压轮(310)在所述第一转轴(320)上位置。

5.根据权利要求4所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述压轮机构(300)还包括张紧构件(340)，所述张紧构件(340)具有

限位架(341)，所述限位架(341)固定在所述支撑座(100)上，其中间处开设有竖直向下的滑道(342)；和

移动块(345)，所述移动块(345)滑动连接在所述滑道(342)内，其端面与所述第一转轴(320)的一端连接；和

复位弹簧(346)，所述复位弹簧(346)位于所述滑道(342)内，其一端抵压在所述移动块(345)上，另一端抵压在所述滑道(342)顶端，为所述移动块(345)提供张紧力。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述卷芯机构(200)还包括

螺杆(400)，所述螺杆(400)与所述驱动电机(220)的输出轴(221)固定连接；

第一支撑组件(500)，所述第一支撑组件(500)具有对称连接的第一顶杆(501)和第二顶杆(502)，所述第一顶杆(501)和所述第二顶杆(502)抵压在所述电芯卷绕筒(210)内壁上，且所述第一顶杆(501)和第二顶杆(502)两者之间间距可调。

7.根据权利要求6所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述第一支撑组件(500)包括

第一筒套(503)，螺纹连接在所述螺杆(400)上；

第二筒套(504)，螺纹连接在所述螺杆(400)上，且与所述第一筒套(503)螺纹方向相反；

第一转杆(505)，一端铰链连接在所述第一筒套(503)外圆上，另一端铰链连接在所述第一顶杆(501)上；

第二转杆(506)，一端铰链连接在所述第二筒套(504)外圆上，另一端铰链连接在所述第一顶杆(501)上；

第三转杆(507)，一端铰链连接在所述第一筒套(503)外圆上且与所述第一转杆(505)对称设置，另一端铰链连接在所述第二顶杆(502)上；和

第四转杆(508)，一端铰链连接在所述第二筒套(504)外圆上且与所述第二转杆(506)对称设置，另一端铰链连接在所述第二顶杆(502)上。

8.根据权利要求7所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述卷芯机构(200)还包括第二支撑组件(600)，所述第二支撑组件(600)的结构与所述第一支撑组件(500)的结构相同，所述第二支撑组件(600)具有第三顶杆(601)和第四顶杆(602)，所述第三顶杆(601)与所述第一顶杆(501)之间使用第一联动杆(710)固接，所述第四顶杆(602)与所述第一顶杆(501)之间通过第二联动杆(720)固接。

9.根据权利要求8所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述第二支撑组件(600)还包括第三筒套(603)和第四筒套(604)，所述第三筒套(603)、第四筒套(604)和所述第一筒套(503)以及第二筒套(504)上开设有通孔，所述通孔内滑动连接着导向杆(800)。

10.根据权利要求8所述的电芯卷绕机，其特征在于，所述螺杆(400)一端转动连接着端帽(900)，所述端帽(900)与所述第二支撑组件(600)固接，用以带动所述第二支撑组件(600)在所述螺杆(400)上转动。